计算机系统概述与社会信息化

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1、授课对象：10级本科生+重修理论学时：56学时，14周实验学时：计划16学时+课外30学时学分：4考试形式：平时10+实验10+无纸化考试80考试时间：预计第16周授课教师：公共计算机教学与研究中心宋长龙E-Mail：SCL@jlu.edu.cn教学网站：computercenter.jlu.edu.cn1/66计算机的发展历程、分类及应用；信息技术概述；计算机硬件组成及各主要部件的功能；计算机系统组成；计算机软件分类；计算机工作原理及主要技术指标；数制及其转换；文字信息编码。本章主要内容数值型数据的存储；计算机的算术与逻辑运算；2/66

2、一种可以接受输入、处理数据、存储数据、可编程并能产生输出的一种电子装置。计算机主要特点：计算精度高、处理速度快、存储容量大、自动化程度高、适用范围广和通用性强。3/66计算机的发展1936年英国科学家图灵，首次提出逻辑机模型—图灵机,并建立算法理论,被誉为计算机之父。计算机理论奠基人：图灵的主要贡献：建立图灵机模型，奠定了可计算理论基础；提出图灵测试，阐述机器智能概念。图灵奖,创于1966,每年由美国计算机学会(ACM)颁发。计算机最高奖项：19世纪50年代，英国数学家乔治·布尔创立逻辑代数，奠定电子计算机的数学理论基础。4/661946

3、年2月诞生于美国宾州大学，电子数值积分计算机，ENIAC—ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator）。第一台计算机的诞生5000次加法/秒体重28吨占地170m218800只电子管1500个继电器功率150KWENIAC存在明显缺点：存储容量很小；采用外接线路连接的方法设计计算程序。5/66存储程序控制：存储程序实现自动计算采用二进制数：便于硬件实现，又有简单的运算规则。1948年8月，著名美籍匈牙利数学家冯·诺依曼提出EDVAC(electronicDiscreteVariableAutoma

4、ticComputer,离散变量自动电子计算机)计算机方案。冯•诺依曼计算机方案：计算机基本结构：运算器、控制器、存储器、输入和输出设备冯·诺依曼计算机体系结构6/66计算机发展的4个阶段一代：电子管计算机二代：晶体管计算机三代：中小规模集成电路计算机四代：大规模、超大规模集成电路计算机1946～1958体积大;运算速度慢(1万次/秒)；电子管存储容量(2KB)小；程序设计为机器语言。1958～1964晶体管、磁芯存储器，内存储器容量可以达到32KB；运算速度为300万次/秒；程序设计有汇编语言、FORTRAN等。1964～1970小规模

5、集成电路、半导体存储器、磁盘，内存储器容量8MB～256MB；运算速度1～10亿次/秒；软件有操作系统、结构化程序设计语言、数据库等。1971年至今用大规模、超大规模集成电路、半导体存储器、磁盘、磁带、光盘和微处理器，内存储器容量可达256MB～4096MB；运算速度已经达到10亿次以上/秒；软件增加专家系统、面向对象开发工具和支撑环境等。7/66威廉·亨利·盖茨(WilliamHenryGates)，以比尔·盖茨闻名于世，美国商人、亿万富豪，微软创始人。据统计，他是世界最有钱的人，财富比全世界最贫穷的50%人口的财富总和还要多，到200

6、3年有财富407亿美元。1955年10月28日出生于美国西海岸的西雅图的一个上层家庭，是一名出色的学生，以极端个人主义闻名；曾断言会在25岁时成为亿万富翁。在70年代，参与设计MicrosoftBASIC。盖茨与夫人创办了慈善基金会，为贫穷学生提供奖学金，在艾滋病防治方面有很大贡献。世界首富8/66•计算机网络技术更加完善计算机的发展趋势一些简单的自动装置（如机械手）将得到广泛应用。它们用微电脑内核，带有“眼睛”(摄像机)，甚至用自然语言与人类进行交流，完成特定的使命。•人工智能进一步发展计算机与通信网络相互协调、相互补充，融于一体；世界

7、范围内的高速宽带网即将建成。将由磁、光或DNA来制造，即所谓磁计算机、光子计算机、生物计算机和量子计算机。•未来新型计算机9/66采用磁场来控制晶体管,能使每平方厘米所容纳的晶体管数量增加近千倍。其性能将比目前微处理器性能提高4万倍。磁计算机利用光的高速和无干扰性，使用光学元件(光触发器)构成处理器。光子计算机以生物工程技术产生的蛋白分子为主要原料，具有巨大的存储能力；信息以波的形式传输。生物计算机是利用处于多现实态下的原子进行运算的计算机。量子计算机10/66计算机分类按计算机运算速度、字长、存储容量、软件配置及用途等多项性能指标划分为

8、：高性能计算机、微型计算机、工作站、服务器和嵌入式计算机等。•高性能计算机指运算速度最快、处理能力最强的计算机，传统称之为巨型机或大型计算机。目前，高性能计算机的运算速度可达到千万亿次/秒。计